JP2003000047A - コンバインタンクの流入穀量の計測法及び装置 - Google Patents

コンバインタンクの流入穀量の計測法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンバインのように、粉塵や振動の影響を受
ける環境下における、コンバインタンクの流入穀量の計
測法及び装置の提供。 【解決手段】 .コンバイン1による収穫作業中に、
穀粒タンク2に流入する穀粒に対し連続的な穀粒流量セ
ンサ4と間欠的な質量(重さ)の変化を並列してモニタ
リングするコンバインタンクの流入穀量の計測法。.
穀粒タンク2への穀粒流量と穀粒質量の間欠的な変化を
並列して収量をモニタリングし、間欠計測の結果を連続
計測の較正直線の決定に反映させるコンバインタンクの
流入穀量の計測法。.コンバインの穀粒タンク2内部
にロードセル6を取付け、このロードセル6によりタン
ク2内の穀粒の総質量を推定し、コンバイン1による収
量を計測するコンバインタンクの流入穀量の計測装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンバイン
のように、粉塵や振動の影響を受ける環境下における、
コンバインタンクの流入穀量の計測法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】コンバインにおける収量モニタは、衝突
板や光学式センサによる穀粒の流量計測について、古く
から検討され一部は実用化されている。しかし、振動や
粉塵の影響を受ける環境では、精度が劣る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年の稲作の省力化を
目標とした、圃場の大区画化や直播など栽培様式の多様
化に伴い、区画内の肥沃度、生育あるいは収量のばらつ
きが問題として指摘されてきている。その解決方法のひ
とつの糸口として、それらのばらつきに応じて、局所的
な可変管理を行う技術が注目されている。収量モニタ
は、収穫作業時に圃場内の収量のばらつきを把握するこ
とが可能で、それにより得られる収量マップは、管理履
歴の評価や次年度の栽培戦略の指針を示すのに有効であ
る。しかし、これまでの収量のモニタリングでは、十分
な精度が実現されていないため、細かな収量のばらつき
を検出することができない。本発明は、振動や粉塵の影
響を受ける環境においても、穀粒の流量を安定した精度
で計測する手法を提案するものであり、収量モニタの開
発に貢献することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、以下の手段、構成を特徴としている。 A.従来のセンサによる穀粒流量の連続的なモニタリン
グと同時に、穀粒タンク内の穀粒量を間欠的にモニタリ
ングする。
【0005】B.穀粒の流量センサは振動や粉塵の影響
を受ける環境下では精度が劣る。穀粒流量センサの精度
を補うため、間欠計測される穀粒量を補正値として用
い、較正直線を求める。 C.間欠計測は、コンバインの穀粒タンク内部に取り付
けられたロードセルによる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、添付したグラフ、概略図を参照して説明する。本発
明の穀粒流量のハイブリッドモニタリングは、従来のセ
ンサによる穀粒流量のモニタリングと同時に、間欠的な
穀粒の総質量(重さ)の変化をモニタリングする点に特
徴がある。
【0007】本来ならば、穀粒流量センサのみで穀粒の
流量がモニタリングできる。図1にコンバインに搭載さ
れた穀粒流量センサと実際の流量との関係を示す。振動
や粉塵の影響を受ける環境下でも、穀粒流量とセンサ出
力との間には、正の相関が認められるが、回帰直線はい
ずれも異なり、較正直線を一つに決定することはできな
い。そこで、穀粒流量センサの精度を補うため、間欠計
測される穀粒量を補正値として用い、較正直線を求め
る。
【0008】較正直線の決定の流れを図2に示す。図2
及び数式1、数式2に示すとおり、間欠的に計測される
穀粒の総質量(重さ)の変化Wと、同変化時間中の穀粒
流量センサによって計測される流量の積算値Σxi の比
を、較正直線の傾きaとする。これにより、振動や粉塵
の影響によって、センサ出力に対する穀粒流量の較正直
線の傾きが変化しても、安定して穀粒の流量をモニタリ
ングすることが可能になる。間欠的な穀粒の総質量(重
さ)の変化は、コンバインの穀粒タンク内部に取り付け
られたロードセルにより推定する。
【0009】
【数1】
【0010】
【数2】
【0011】
【実施例】本発明による、収量モニタを実施例として取
り上げる。収量モニタはコンバインによる収穫作業中に
リアルタイムで収量をモニタリングする装置である。図
3に、コンバイン1の概略とセンサの配置を示す。本実
施例では、穀粒流量センサ4として光学式のものを用い
る。穀粒流量センサ4は、コンバイン1の穀粒タンク2
上部の揚穀コンベヤ排出口3に取り付け、排出口3から
穀粒タンク2への穀粒流量を検出する。間欠的に質量の
変化を計測するセンサとしてはロードセル6を用いる。
ロードセル6は、コンバイの穀粒タンク2、下部コンベ
ヤ上のコンベヤカバー5に固定され、穀粒の充填量によ
って変化する垂直方向の荷重を計測する。
【0012】図4にタンク2内の総穀粒質量(重さ)と
ロードセル6の出力の関係を示す。作業及び計測の概略
を図5に示す。コンバイン1による収穫は、正味の収穫
作業(実作業)の他に旋回や排出などによって行われる
(以下、旋回や排出によって区切られる実作業単位を行
程とする)。ロードセル6からの出力は、タンク2内の
充填が変化する状態では、振動の影響があるため、連続
的な計測には不適切である。そこで、旋回時や排出前な
ど、タンク2内への穀粒流入が途切れる間に間欠的にタ
ンク2内の穀粒質量(重さ)を計測する。これにより、
ロードセル6からは、旋回や排出前に行程毎の合計収量
が計測される。その間、穀粒流量センサ4によって計測
される行程毎の穀粒流量の積算値を求める。ロードセル
6から計測される行程毎の合計収量(W)と穀粒流量セ
ンサ4によって計測さる穀粒流量の積算値(Σxi)の比
を、較正直線の傾き(数式1:a)とする。較正直線の
決定の流れは、図2に示したとおりである。これによ
り、行程中の振動や粉塵の状態が極端に変動しなけれ
ば、高い精度で穀粒の流量をモニタリングすることが可
能になる。
【0013】図6には、実施例に基づく収量モニタの精
度を示す。実際の作業中にコンバイン1の走行10m毎
にサンプリングした穀粒質量と、穀粒流量センサの出力
結果から試算したものである。穀粒流量センサは光学式
のものを用いた。作業中に全量サンプリングしたため、
間欠的な総質量(重さ)の変化はロードセル6による推
定結果ではなく、サンプリングした穀粒質量(重さ)の
合計値とした。図6は間欠的な収量計測を併用すれば、
連続的な穀粒の流量計測も90%以上の確率で±15%
未満の誤差で計測されることを示している。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるタン
ク内の穀粒質量とタンクへの流入量の併用モニタリング
により、より精度の高い穀粒流量のモニタリングを実現
する。また、本発明から波及して開発される収量計測コ
ンバインは、精密農業を実現させるうえで重要な役割を
果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】行程毎のコンバインに搭載された穀粒流量セン
サと実際の穀粒流量との関係を示すグラフである。いず
れも、それぞれの間には正の相関が認められるが、回帰
直線はいずれも異なり、較正直線を一つに決定すること
はできない。
【図2】本発明による、穀粒流量センサの較正直線の決
定方法を示す行程図及び計算式である。間欠的に計測さ
れる穀粒の総質量(重さ)の変化と、穀粒流量センサに
よって計測される流量の積算値の比を、較正直線の傾き
とする。
【図3】本発明による収量計測のためのロードセル6の
コンバインの穀粒タンクへの取り付け位置及び穀粒流量
センサの取付け位置を示すコンバイン全体の概略側面図
(a)、穀粒タンクの縦断面図(b)である。穀粒流量
センサ4は、コンバイン穀粒タンク2上部の揚穀コンベ
ヤ排出口3に取り付け、排出口から穀粒タンクへの穀粒
流量を検出する。ロードセル6は、コンバイの穀粒タン
ク2、下部コンベヤ上のコンベヤカバー5に固定され、
穀粒の充填量によって変化する垂直方向の荷重を計測す
る。
【図4】本発明による、タンク内の穀粒質量(重さ)と
ロードセル6からの出力の関係を示すグラフである。穀
粒として籾を用いて実験を行った結果である。それぞれ
の関係は、圃場や品種が変わっても同じ直線で表され
る。
【図5】作業及び計測の概略を示す説明図である。コン
バインによる収穫は、正味の収穫作業(実作業)の他に
旋回や排出などによって行われる。実作業中は、穀粒流
量センサ4により連続的に、穀粒の流量を計測する。ロ
ードセル6では、旋回時や排出前など、タンク内への穀
粒流入が途切れる時に間欠的に、総穀粒質量(重さ)を
計測する。
【図6】本発明による、ハイブリッドモニタリングの精
度の試算結果を示すグラフである。間欠的な収量計測を
併用すれば、連続的な穀粒の流量計測も90%以上の確
率で、±15%未満の誤差で計測さることを示してい
る。
【符号の説明】
1 自脱型のコンバイン 2 穀粒タンク 3 揚穀コンベヤ排出口 4 穀粒流量センサ 5 下部コンベヤのカバー 6 ロードセル 7 排出コンベヤ 8 計測される荷重の向き 9 穀粒の流れ a 較正直線の傾き b 較正直線切片 W ロードセルで計測される一定時間の合計収量 xi 位置iで計測される穀粒流量 wi 位置iで計測される収量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 恭 茨城県つくば市緑が丘19番1号 Fターム(参考) 2B396 JA04 JC07 KE03 LC09 LN02 MC02 MC07 ML02 QA27 QA28 QC04 QE02 QE24 QE31 2F030 CA02 CC07 CD20 CE04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンバインによる収穫作業中に、穀粒タ
    ンクに流入する穀粒に対し、連続的な穀粒流量センサと
    間欠的な質量の変化を並列してモニタリングすることを
    特徴とするコンバインタンクの流入穀量の計測法。
  2. 【請求項2】 コンバインによる収穫作業中に、穀粒タ
    ンクに流入する穀粒に対し、連続的な穀粒流量センサと
    間欠的な質量の変化を並列してモニタリングし、間欠計
    測の結果を連続計測の較正直線の決定に反映させるコン
    バインタンクの流入穀量の計測法。
  3. 【請求項3】 コンバインの穀粒タンク内部にロードセ
    ルを取り付け、このロードセルによりタンク内の穀粒の
    総質量を推定し、コンバインによる収量を計測すること
    を特徴とするコンバインタンクの流入穀量の計測装置。
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